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          揭開“可燃冰”的神秘面紗

          揭開“可燃冰”的神秘面紗


          網站編輯:admin │ 發表時間:2015-09-21 │

          可燃冰也叫天然氣水合物,是由天然氣 (主要是甲烷)和水分子在低溫與高壓下形成的類冰狀的白色固體物質,也稱為甲烷水合物。由于天然氣水合物含大量的甲烷氣體而具有極強的燃燒力,可直接燃燒,因此又俗稱為 “可燃冰”,其密度為0.880.90g/cm3。

          天然氣水合物是一種籠形晶格包絡物,即水分子通過氫鍵結合成籠形晶格,而氣體分子則在范德華力作用下被包圍在晶格的籠形孔室中。在天然氣水合物中,不同組分的1個氣體分子結合的水分子數不同,這與不同氣體分子的大小、性質以及晶格中孔室被它們充滿的程度等因素有關。當氣體分子占據全部晶格中的孔室時,天然氣中常見組分的水合物分子式為 CH4 .6H2OC2H6 .8H2OC3H8 .17H2OiC4H10.17H2OH2S.6H2OCO2.6H2O

          形成可燃冰有三個基本條件:溫度、壓力和原材料。
            
          首先,低溫。可燃冰在010℃時生成,超過20℃便會分解。海底溫度一般保持在24℃左右;
            
          其次,高壓。可燃冰在0℃時,只需30個大氣壓即可生成,而以海洋的深度,30個大氣壓很容易保證,并且氣壓越大,水合物就越不容易分解。
            
          最后,充足的氣源。海底的有機物沉淀,其中豐富的碳經過生物轉化,可產生充足的氣源。海底的地層是多孔介質,在溫度、壓力、氣源三者都具備的條件下,可燃冰晶體就會在介質的空隙間中生成。

          天然氣水合物在自然界廣泛分布在大陸永久凍土、島嶼的斜坡地帶、活動和被動大陸邊緣的隆起處、極地大陸架以及海洋和一些內陸湖的深水環境。在標準狀況下,一單位體積的氣水合物分解最多可產生164單位體積的甲烷氣體,因而其是一種重要的潛在未來資源。

          天然氣水合物是20世紀科學考察中發現的一種新的礦產資源。它是水和天然氣在高壓和低溫條件下混合時產生的一種固態物質,外貌極像冰雪或固體酒精,點火即可燃燒,有“可燃水”、“氣冰”、“固體瓦斯”之稱,被譽為21世紀具有商業開發前景的戰略資源,天然氣水合物是一種新型高效能源,其成分與人們平時所使用的天然氣成分相近,但更為純凈,開采時只需將固體的“天然氣水合物”升溫減壓就可釋放出大量的甲烷氣體。

          天然氣水合物使用方便,燃氣熱值高,清潔無污染。據了解,全球天然氣水合物的儲量是現有天然氣、石油儲量的兩倍,具有廣闊的開發前景,美國、日本等國均已經在各自海域發現并開采出天然氣水合物,據測算,中國南海天然氣水合物的資源量為700億噸油當量,約相當中國陸上石油、天然氣資源量總數的二分之一。

          可燃冰是天然氣在0℃和30個大氣壓的作用下結晶而成的“冰塊”。“冰塊”里甲烷占80%99.9%,可直接點燃,燃燒后幾乎不產生任何殘渣,污染比煤、石油、天然氣都要小得多。1立方米可燃冰可轉化為164立方米的天然氣和0.8立方米的水。全世界擁有的常規石油天然氣資源,將在40年或50年后逐漸枯竭。而科學家估計,海底可燃冰分布的范圍約4000萬平方公里,占海洋總面積的10%,海底可燃冰的儲量夠人類使用1000年,因而被科學家譽為“未來能源”、“21世紀能源”。


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